基于振荡波测试系统的10kV XLPE电缆终端半导电层缺陷检测效果分析

在10 kV XLPE电缆终端及接头安装过程中半导电层的制作不当会导致局部电场的畸变,引起局部放电,最后导致终端及接头的击穿故障。制作了电缆终端半导电层过长10 mm、无倒角、倒角不齐等3类缺陷,利用振荡波测试系统分别进行了检测。检测结果证明了该系统能够检测出该3类缺陷,但对不同缺陷的灵敏度不同。使用有限元仿真软件对相应的半导电层缺陷进行了电场仿真计算。仿真结果表明半导电层制作不当时局部最大场强是正常情况的4倍以上,证明了振荡波测试系统检测结果的正确性。     

基于电-热-力场的10 kV电缆终端典型缺陷仿真研究

为了研究电缆终端硅橡胶/交联聚乙烯（SR/XLPE）复合界面典型缺陷对电场、温度场以及应力场分布的影响，采用COMSOL Multiphysics仿真软件建立了10 kV电缆终端仿真模型，对复合界面存在金属微粒、半导电微粒以及划痕缺陷时的电-热-力场分布情况进行仿真。结果表明：电缆终端复合界面存在金属微粒或半导电微粒时，界面缺陷区域的电场、温度场以及应力场存在不同程度的畸变，金属微粒对界面各物理场分布的影响更加明显。对于外半导电层截断处因交联聚乙烯划伤导致气隙缺陷的情况，发现界面气隙缺陷处电场发生畸变进而产生局部热点。界面涂覆硅脂对划痕处电场和温度场的畸变具有明显的改善作用，但划痕区域由于硅脂的填入导致应力分布不均匀，应力呈现两端高中间低的分布规律。     

基于仿真与振荡波试验的电缆接头缺陷研究

借助comsol multiphysics仿真软件对10 kV电缆在运行的过程中出现的主绝缘划伤以及半导体不齐2种常见的接头缺陷进行建模仿真,模拟了电缆接头在2种不同缺陷条件下电场分布状况。得出电缆接头在主绝缘划伤以及半导体不齐的缺陷下会导致缺陷处的电场强度瞬间变大,从而导致局部放电情况。制作了2种缺陷的接头,并通过OWTS振荡波试验进行了相关试验,对试验结果完成了分析。通过结合仿真结果得出,对于半导体层不齐的缺陷类型,试验所得结果与仿真得到的结果相吻合;但对于主绝缘划伤的缺陷类型,试验所得结果与仿真所得结果不一致,OWTS试验没能够检查出集中局放,说明振荡波试验检查这种缺陷类型的能力偏小。研究成果可用来对电缆接头缺陷检测分析。     

10kV XLPE电缆本体缺陷电场仿真分析

为了研究10 k V XLPE电缆本体受伤电场情况,防止电缆缺陷局部放电电场发展导致电缆接头击穿,通过分析XLPE电缆主要缺陷类型及原因来确定引起电缆故障的主要类型故障,然后利用有限元分析方法对电缆本体受伤情况电场进行仿真研究,最后根据仿真结果得出结论:在电缆本体空洞插入铁丝会造成电场畸变,严重时会造成绝缘击穿,为今后电缆线路故障分析提供参考。     

一起电缆终端接头故障仿真分析研究

电缆附件的用量随着我国城市电缆网络的发展得到了越来越广泛的使用,然而电缆附件由于制作工艺或运行环境的影响,故障率仍居高不下.分析了一起由工艺质量引起的电缆终端接头故障,解剖后发现半导电层具有较多的凸起和尖刺,随后通过有限元仿真软件建立电缆终端模型,仿真分析了半导电层无凸起、存在凸起及存在凸起且伴随气隙时的最大电场强度,得出在半导电层制作工艺不良产生凸起的情况下会引发局部放电,最终导致终端击穿故障.     

绝缘交界面气隙缺陷及其受潮状态对T型电缆接头电热场的影响研究

本文建立了实际10 kV T型电缆终端接头多物理场有限元模型,研究了T型电缆终端接头在绝缘交界面存在气隙缺陷下的电场及温度场分布特性,分析了缺陷条件下的电场、温度场幅值变化规律,提出可有效反映T型电缆终端接头气隙缺陷的特征量及监测位置。结果表明：T型电缆终端接头不同程度气隙缺陷对其交界面处的电场分布特性有一定的影响,但是其他典型位置处的电场、温度场幅值变化不明显;在气隙受潮的情况下气隙缺陷处会达到临界击穿,此时法兰底座、箱体上表面的电场幅值增量可达20%,而且温升可达约15℃。在实际工程中,可通过监测法兰底座、箱体上表面的电场幅值增量以及温升,来反映T型电缆终端接头局部击穿放电的潜在临界隐患。     

10kV XLPE电缆终端缺陷仿真与电场分析

基于时谐电场的理论知识,以ANSYS为有限元求解工具,建立工频电压下的XLPE电缆终端数值计算模型。分析了介质介电常数和电阻率对电场分布的影响,分别计算了电缆终端无应力管、有空气隙、有金属微粒、钢针扎入这4种缺陷内部电场的分布情况,并研究了电场畸变与缺陷位置的对应关系。通过使用工频电压对4种电缆终端缺陷的局部放电进行测试,结果表明该电场模型能够对实际电缆终端进行仿真分析。     

10 kV XLPE电缆中间接头复合缺陷电场分布仿真研究

以10 kV交联聚乙烯(XLPE)电缆中间接头为研究对象,基于Ansys Maxwell平台建立电缆中间接头的3D模型,除考虑气隙、受潮、导电颗粒和针尖等典型单一缺陷对电场分布的影响外,还结合现场实际安装过程,在较薄弱的部位施加几种复合缺陷,通过有限元计算分析中间接头内部的电场分布情况。结果表明：中间接头内部主绝缘存在复合缺陷时,缺陷处的电场强度随着其深度加深而不同,即使是微小的缺陷也会导致内部的电场分布发生畸变;XLPE处的导电尖端是电场强度最集中、畸变最严重的部位,样本数据的电场强度最大值高达6.365 MV·m^-1,若不及时处理将导致绝缘击穿。该计算结果可供工程应用参考,用于指导中间接头的安装和预防绝缘击穿。     

配网电缆接头内部缺陷电场特征研究及电树发展分析

配网交联聚乙烯(cross linked polyethylene, XLPE)电缆的严重击穿故障大多发生在电缆接头处,主要由电缆接头在制造和安装过程中的工艺缺陷引起。文中采用模拟电荷法研究电缆接头4种典型缺陷,即气隙、水膜、金属碎屑和金属外破附近的电场分布特征;然后采用电场计算与随机漫步理论相结合的方法,分析缺陷引发的电树枝的分布规律。同时,测量带缺陷配网XLPE电缆接头样本周围的实际电场分布,并比较测量结果与计算结果。结果表明,采用电场测量的方法可以直接有效地识别电缆接头内部缺陷类型,相比气隙、水膜缺陷,导电缺陷造成的电场畸变更为显著。缺陷引发的电场畸变大于临界电场值时会引起电树发展,电树发展的轨迹长度与场强大小呈正相关,导电缺陷引发的电树枝有较大概率向缆芯方向发展,更易引起XLPE绝缘击穿。     

220kV电缆接头半导电尖端缺陷的局部放电试验

交联聚乙烯电缆系统(尤其是电缆附件)故障,大多归因于生产制造和安装工艺不当导致的局部缺陷。因局部放电与放电源有着密切的关系,局部放电检测和模式识别被广泛用作获取缺陷类型及严重性信息的重要手段,以期为电缆系统的检修或更换决策的制定提供技术依据。为研究现场安装工艺不当造成的超高压电缆接头绝缘缺陷,在实验室内实际制作220 kV交联聚乙烯电缆接头半导电尖端人工缺陷,并且构建内置电容耦合传感器,在屏蔽良好的实验室大厅内进行局部放电试验。试验研究结果显示,接头内半导电尖端缺陷导致电场畸变明显,不同电压等级下的放电特性谱图具有明显特征,并采用二维小波变换提取q-φ放电谱图特征,为高压电缆线路局部放电状态检测放电谱图的诊断提供了缺陷样本数据。     

电缆半导电层介电性能对电场分布的影响

用有限元法研究了电缆内外半导电层电阻率及介电常数对电缆电场分布的影响规律.研究表明,随着内半导电层介电常数的增加,电缆内部的最大场强增加,内屏蔽层的场强明显减小,较高的介电常数会引起电介质内电场分布的畸变,过低的介电常数会使半导电层处场强集中,进而可能引发树枝状放电;随着外半导电层电导率的增加,电缆外护层的场强及电压明显降低,这对减小高压电缆绕组电晕发生的概率有一定的指导意义.     

采用OWTS检测10 kV交联聚乙烯电缆本体主绝缘损伤

对中低压交联聚乙烯电缆的故障类型及测试方法进行了分析和梳理,发现对电缆中间件和终端头的故障类型及测试相对较为成熟,而针对电缆本体的相对较少。针对电缆本体主绝缘损伤的故障类型进行了人工复现及测试,着重对电缆的主绝缘损伤并伴随金属铜屏蔽和半导电带损伤的故障类型进行试验。详细描述了采用振荡波局放测试系统（OWTS）的过程,并对测试结果进行了分析,对局部放电点进行定位。结果表明OWTS系统可以对电缆本体损伤进行有效的检测和定位,可为XLPE电缆的检修和试验提供方法和依据。     

一起10kV电缆中间接头击穿故障的原因分析

对广州某地区发生的10kV交联聚乙烯绝缘电缆中间接头击穿故障进行解体检查和分析,判定故障原因可能是冷缩管标线与接头中心线错位12 mm,也可能是半导电层倒角不光滑所致.针对此,采用有限元法对接头半导电层处理不合理的各类故障进行电场建模和仿真,并计算接头各部分电场强度的分布.仿真及结算结果验证了击穿机理分析的正确性,同时...     

接地不良缺陷对高压XLPE电缆终端的影响

为了研究接地不良对高压交联聚乙烯(XLPE)电缆终端的影响,通过ANSYS有限元分析软件建立电缆终端仿真模型以及在实验室环境下进行实物模拟实验,从高压XLPE电缆终端的电参数计算、温度场分析以及化学产物三方面,对接地不良缺陷给高压XLPE电缆终端造成的影响进行了研究,仿真及实物模拟实验结果均表明接地不良会导致高压XLPE电缆终端严重发热。研究结论说明终端接地不良将导致电压悬浮、流经绝缘屏蔽电流过大、温度异常升高,并会相伴产生金属氧化物、羧酸盐等多种化合物,对电缆安全运行造成严重影响。     

10kV XLPE电缆终端电场分布与调整

以Maxwell2D为有限元法求解工具,建立工频电压下的XLPE电缆终端数值计算模型,同时考虑了介质介电常数和电导率对电场分布的影响,计算分析了几种应力锥结构尺寸下电缆终端内部的电场分布,得到了应力锥结构尺寸与电缆终端内部电场分布的关系,为应力锥结构尺寸的合理设计提供了理论依据。     

高压电机绕组电缆特性研究

介绍了新型电缆绕组高压电机并分析了绕组电缆的结构及特性,为解决绕组电缆外半导电层局部温升过高的问题,首先利用ANSYS软件仿真分析外半导电层的电场和磁场耦合场,确定了温升与接地电流的关系,然后采用PowerSim软件研究了外半导电层电阻对系统的影响。研究表明,外半导电层的电阻、接地电阻分布是决定其温升的关键因素。最后综合其它条件给出了外半导电层的合理电阻范围。     

高压电缆中间接头外半导电层缺陷放电研究

为研究高压电缆中间接头在外半导电层被划伤后的放电行为,采用脉冲电流法与高频电流耦合法以及硬件实时放电谱图采集,提取外半导电层含有贯穿性缺陷的高压电缆预制式中间接头中的局部放电信号,结合电场仿真以及接头放电模型对放电发展机理进行分析,结果表明:高频电流耦合传感器的灵敏度以及信噪比不及脉冲电流法,不易发现贯穿性缺陷激发的放电信号;外半导电层存在贯穿性缺陷的情况下,一旦线路中由于操作过电压或故障引起的过电压激发接头缺陷内发生放电,放电将迅速向增强绝缘层内部发展,最终形成贯穿性放电通道导致增强绝缘失效,因此实际生产安装过程中应注意防护此类缺陷,确保接头安全运行。     

高压电缆附件局部放电超高频检测与分析

为保障XLPE电力系统安全运行,开展高压系统附件局部放电(PD)检测研究,建立了110kV交联聚乙烯电缆接头的数学物理模型并利用时域有限差分法对其内部产生的PD超高频(UHF)电磁波的传播特性进行数值仿真。研究检测位置和金属护套以及半导电层等4种因素对UHF信号波形畸变和能量衰减的影响,并通过实验室电缆接头PD实测验证的仿真结果表明:金属护套和半导电层对UHF信号波头和频率有较大的衰减作用,在-20dB衰减条件下,UHF传感器距离接头的理论值应<3m,且上限频率≤500MHz。     

导电杂质影响下35kV电缆终端绝缘特性研究

35 kV电缆终端在现场安装过程中,易混入导电颗粒、压铅微粒等导电杂质,严重影响其运行可靠性。为研究导电杂质影响下电缆终端绝缘性能的特征状况,首先利用有限元分析软件,通过在电缆终端绝缘与应控管交界处设置导电杂质,文中建立终端缺陷模型,模拟导电杂质影响,探究了电缆终端在运行电压下,其内部电场分布的情况。然后,根据仿真结果与实际情况,文中制作了含导电杂质的电缆终端样品,利用局部放电测试平台测试电缆终端样品的局部放电信息。研究结果表明,导电杂质的引入将增大电缆终端内部的电场畸变,严重影响终端的绝缘性能;同时也加强了电缆终端的放电活动,使得放电量明显加大,严重降低了35 kV电缆终端的电气绝缘性能。